Pseudomonas aeruginosa ist einer der Haupterreger der bakteriellen Keratitis. Es ist die häufigste Hornhautinfektion durch gramnegative Stäbchen2). Sie ist gekennzeichnet durch eine Verflüssigungsnekrose aufgrund von Proteasen und Exotoxinen und kann schnell zu einer Hornhautperforation führen.
Der Anteil an der gesamten bakteriellen Keratitis variiert je nach Studie zwischen 6,8 und 55 %. Er variiert je nach Region und Population, aber bei Kontaktlinsenträgern wird er als häufigster Erreger berichtet2). Besonders hoch ist das Risiko bei Trägern weicher Kontaktlinsen, und etwa 55 % der kontaktlinsenassoziierten Hornhautinfektionen werden durch Pseudomonas aeruginosa verursacht2).
Im Vergleich zu anderen bakteriellen Keratitiden schreitet sie schneller voran, und eine Verzögerung der Behandlung wirkt sich direkt auf die Prognose aus. Dieser Artikel beschreibt das klinische Bild, die Diagnose, die Behandlung und die Pathophysiologie der Pseudomonas-Keratitis.
Akut einsetzende Augenschmerzen sind am häufigsten. Der Schmerz ist stark, begleitet von Rötung, Tränenfluss und mukopurulentem Ausfluss. Die Sehverschlechterung wird umso deutlicher, je weiter das Infiltrat in die Pupillenzone reicht. Lidödem und Photophobie werden ebenfalls häufig beobachtet.
Ringabszess (ringförmiges Infiltrat) : charakteristischer Befund bei Pseudomonas-Keratitis, Bildung eines ringförmigen Infiltrats in der Hornhautperipherie3)
Mattglastrübung : diffuse Hornhautstromatrübung mit unscharfen Infiltraträndern3)
Bürstenartiges Infiltrat : radial ausbreitendes Muster der frühen Infiltratränder3)
Hornhautepitheldefekt : ausgedehnter Epitheldefekt mit ödematösem umgebendem Epithel
Hornhautverdünnung und -perforation : stromale Einschmelzung durch Proteasen kann zur Perforation führen
Vorderabschnittsbefunde
Hypopyon : häufig, korreliert mit der Schwere des Abszesses
Ziliare Injektion : deutliche Rötung durch Erweiterung tiefer Gefäße um den Limbus
Bindehautödem : ödematöse Schwellung der Bulbushindehaut bei schwerer Entzündung
Chan et al. berichteten über einen Fall von Pseudomonas-Keratitis mit Hyphema bei einem 45-jährigen Kontaktlinsenträger. Trotz Pan-Sensitivität im Empfindlichkeitstest zeigte der Fall klinische Therapieresistenz und besserte sich schließlich unter intravenöser Gabe von Piperacillin/Tazobactam1).
Pseudomonas aeruginosa ist ein Umweltkeim, der in Boden und Wasser weit verbreitet ist. Die gesunde Hornhautoberfläche wird durch die Epithelbarriere vor Infektionen geschützt, aber Epitheldefekte oder Mikrotraumata durch Kontaktlinsentragen können eine Infektion auslösen2).
Kontaktlinsentragen ist der größte Risikofaktor, insbesondere das Tragen von weichen Kontaktlinsen über Nacht und unsachgemäße Pflege sind Risikofaktoren2). Die Kontamination des Linsenbehälters ist oft die Infektionsquelle.
Auch Hornhautverletzungen oder Epitheldefekte nach Hornhautoperationen können eine Infektion auslösen. Die langfristige Anwendung von steroidhaltigen Augentropfen schwächt die lokale Immunität und erhöht das Infektionsrisiko.
Bemerkenswert ist, dass Pseudomonas aeruginosa nachweislich in der Lage ist, selbst in das normale Hornhautepithel einzudringen2). Dies unterscheidet ihn von vielen anderen bakteriellen Keratitis-Erregern.
QFührt das Tragen von Kontaktlinsen zwangsläufig zu einer Pseudomonas-Keratitis?
A
Nicht alle Kontaktlinsenträger infizieren sich. Bei richtiger Linsenpflege und Hygiene kann das Risiko erheblich gesenkt werden. Allerdings erhöhen unsachgemäße Verwendung wie Schlafen mit den Linsen, Vernachlässigung der Behälterreinigung oder Waschen der Linsen mit Leitungswasser das Infektionsrisiko deutlich. Bei Auffälligkeiten nehmen Sie die Linsen heraus und suchen Sie frühzeitig einen Arzt auf.
Bei klinischem Verdacht auf eine Pseudomonas-aeruginosa-Keratitis ist der mikrobiologische Erregernachweis unerlässlich 3).
Untersuchungsmethode
Ziel
Gram-Färbung
Bestätigung gramnegativer Stäbchen3)
Kultur
Erregeridentifikation und Resistenzbestimmung 3)
Empfindlichkeitstest
Indikator für die Wahl des Therapeutikums3)
Das Hornhautabkratzen ist die grundlegende Technik zur Probenentnahme; das Abkratzen vom Rand des Infiltrats verbessert die Nachweisrate3). Wenn die Gram-Färbung gramnegative Stäbchen zeigt, ist eine Infektion mit gramnegativen Stäbchen einschließlich Pseudomonas aeruginosa stark zu vermuten.
Für die Kultur werden Blutagar, Schokoladenagar sowie ein selektives Medium für gramnegative Stäbchen wie Drigalski-Agar (BTB-Agar) verwendet3). Pseudomonas aeruginosa ist ein glucose-nichtfermentierendes gramnegatives Stäbchen; die Produktion des charakteristischen grünen Pigments (Pyocyanin) und ein süßlicher Geruch sind Hinweise für die Identifizierung.
Der Empfindlichkeitstest ist für die Festlegung der Behandlungsstrategie unerlässlich3). Allerdings kann es selbst bei als empfindlich getesteten Erregern klinisch zu Therapieresistenz kommen, was besondere Aufmerksamkeit erfordert1).
Gemäß den Leitlinien für infektiöse Keratitis werden Antibiotika basierend auf dem vermuteten Erreger und der Empfindlichkeit ausgewählt3). Die Behandlung ist dringend; eine empirische Therapie wird ohne Abwarten der Kulturergebnisse begonnen.
Leichte bis mittelschwere Fälle
Erste Wahl: Häufige Gabe von Fluorchinolon (FQ) Augentropfen3)
Die gleichzeitige Anwendung von Steroiden bei bakterieller Keratitis ist umstritten. Eine Subgruppenanalyse der SCUT-Studie (Steroids for Corneal Ulcers Trial) zeigte, dass die Steroid-Kombination bei Pseudomonas-Keratitis nicht zur Verbesserung der Sehprognose beitrug, sondern eher eine schädliche Tendenz aufwies2). Insbesondere bei älteren Patienten und schweren Fällen ist eine sorgfältige Entscheidungsfindung erforderlich.
QWie lange dauert die Behandlung einer Pseudomonas-Keratitis?
A
Die Behandlungsdauer variiert je nach Schweregrad, beträgt aber in der Regel mehrere Wochen bis über einen Monat. Selbst bei leichten Fällen ist eine mindestens 2-3-wöchige Augentropfenbehandlung erforderlich. Bei schweren oder therapieresistenten Fällen verlängert sich die Behandlung weiter, und wenn eine Hornhautnarbe zurückbleibt, kann eine Hornhauttransplantation zur Wiederherstellung des Sehvermögens in Betracht gezogen werden. Brechen Sie die Augentropfen nicht eigenmächtig ab und befolgen Sie die Anweisungen Ihres Arztes.
Adhäsionsphase: Pseudomonas aeruginosa haftet mit seinen Pili an Gangliosid-Rezeptoren auf der Oberfläche von Hornhautepithelzellen. Mikrotraumen des Epithels durch Kontaktlinsentragen legen die Rezeptoren frei und fördern die bakterielle Adhäsion.
Biofilmbildung: Nach der Adhäsion produziert das Bakterium Glykokalyx (Polysaccharidhülle) und bildet einen Biofilm. Der Biofilm hemmt das Eindringen von Antibiotika und trägt zur Therapieresistenz bei.
Pseudomonas aeruginosa injiziert über das Typ-III-Sekretionssystem (T3SS) direkt Toxine in Wirtszellen.
ExoU: Ein starkes Zytotoxin mit Phospholipase-Aktivität. Es führt zur schnellen Nekrose von Hornhautepithelzellen. ExoU-positive Stämme (zytotoxische Stämme) haben ein hohes Risiko für Hornhautperforation.
ExoS: besitzt ADP-Ribosyltransferase-Aktivität und GTPase-aktivierende Aktivität, zerstört das Zytoskelett und lässt Zellen rund werden. ExoS-positive Stämme (invasive Stämme) zeichnen sich durch intrazelluläre Invasion aus.
ExoT: hat eine ähnliche Funktion wie ExoS, aber eine schwächere Wirkung.
ExoY: besitzt Adenylatcyclase-Aktivität, erhöht die cAMP-Konzentration und zerstört Zell-Zell-Verbindungen.
Die von Pseudomonas aeruginosa produzierten Proteasen sind zentrale Faktoren, die eine Verflüssigungsnekrose des Hornhautstromas verursachen.
Elastase (LasB): baut Kollagen und Proteoglykane ab und führt zur Einschmelzung des Hornhautstromas.
Alkalische Protease (AprA): baut körpereigene Immunglobuline und Komplementfaktoren ab und trägt zur Immunabwehr bei.
Diese Toxine und Proteasen wirken zusammen und führen zu einer raschen Einschmelzung des Hornhautstromas, was in schweren Fällen zur Bildung eines Descemetozelen oder einer Hornhautperforation führt. Der Ringabszess entsteht durch ringförmige Ansammlung von Neutrophilen und Ablagerung von Immunkomplexen.
QWarum schmilzt Pseudomonas aeruginosa die Hornhaut?
A
Pseudomonas aeruginosa sondert große Mengen starker abbauender Enzyme wie Elastase und alkalische Protease ab. Diese Enzyme bauen die Hauptbestandteile der Hornhaut, Kollagenfasern und Proteoglykane, ab, was zu einer „schmelzenden“ Nekrose (Verflüssigungsnekrose) des Hornhautstromas führt. Darüber hinaus injiziert es mit einem spritzenartigen Apparat, dem Typ-III-Sekretionssystem, direkt Toxine in die Zellen und zerstört die Hornhautepithelzellen. Dieser mehrstufige Angriff ist die Ursache für das schnelle Fortschreiten und die Schwere der Pseudomonas-Keratitis.
Chan et al. berichteten über einen Fall von Pseudomonas-Keratitis, der trotz pan-sensibler Empfindlichkeit im Test nicht auf die übliche Antibiotikatherapie (Cefazolin, Gentamicin, Moxifloxacin, Ciprofloxacin) ansprach, aber auf die systemische Gabe von Piperacillin/Tazobactam (Tazocin®) ansprach1).
In diesem Fall zeigte ein 45-jähriger Mann mit 15-jähriger Kontaktlinsentragezeit ein schnell fortschreitendes Hornhautinfiltrat und ein Hyphäma. Das Hyphäma wurde auf die Einnahme von Aspirin zurückgeführt. Nach Beginn der Tazocin®-Therapie beruhigte sich die Entzündung, und die endgültige Sehschärfe besserte sich auf korrigiert 0,63 (mit Lochblende 0,83)1).
Dieser Bericht zeigt, dass die In-vitro-Empfindlichkeit und das In-vivo-Ansprechen auf die Therapie voneinander abweichen können, und deutet auf den Nutzen von Piperacillin/Tazobactam als Alternative bei klinischer Therapieresistenz hin.
Die Zunahme von Fluorchinolon-resistenten Pseudomonas aeruginosa ist ein globales Problem 2). Zu den Resistenzmechanismen gehören Zielmutationen der DNA-Gyrase und Topoisomerase IV sowie eine Überexpression von Effluxpumpen. Die Entwicklung neuer Antibiotika und neuer Verabreichungswege (z. B. intrakorneale Injektionen) wird untersucht.
Chan JY, Tan JH, Ong HS, et al. Recalcitrant Pseudomonas aeruginosa Keratitis with Hyphaema Responding to Tazocin (Piperacillin/Tazobactam): A Case Report. Case Rep Ophthalmol. 2021;12(1):292-298.
American Academy of Ophthalmology Cornea/External Disease Preferred Practice Pattern Panel. Bacterial Keratitis Preferred Practice Pattern. Ophthalmology. 2024;131(2):P1-P47.
